DE3315263A1 - Process for producing sulphuric acid - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure Process for the production of sulfuric acid
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung von anorganischen Stoffen, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung der Schwefelsäure unter erhöhtem Druck. The present invention relates to the field of manufacture of inorganic substances, in particular a process for the production of sulfuric acid under increased pressure.
Die gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren gewonnene Schwefelsäure findet ihre breite Anwendung in der Technologie der mineralischen Düngemittel sowie als ein wasserentziehendes Ntittel bei der Raffination der Erdölprodukte, bei der Entwässerung der Industriegase und bei anderen Prozessen. The sulfuric acid obtained according to the proposed process is found its wide application in the technology of mineral fertilizers as well as a dehydrating agent in the refining of petroleum products, in dehydration industrial gases and other processes.
Das Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure aus Schwefel sieht eine Reihe der nacheinanderfolgenden Stufen vor und zwar Bu-ftentwässerung, Verbrennen des Schwefels in einem Strom der entwässerten Luft unter Erhalten von Schwefeldioxid, katalytische Oxydation des Schwefeldioxids zu Schwefeltrioxid und Absorption des Schwefeltrioxids unter Erhalt der Schwefelsäure. The process of making sulfuric acid from sulfur looks like this a series of successive stages, namely bu-ft dewatering, incineration of sulfur in a stream of dehydrated air to obtain sulfur dioxide, catalytic oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide and absorption of the Sulfur trioxide with retention of sulfuric acid.
Zur Steigerung des Umwandlungsgrades des Schwefeldioxids und des Absorptionsgrades des Schwefeltrioxids, die es ermöglichen, den Auswurf der schädlichen Stoffe in die Atmosphäre zu vermindern, führt man die Herstellung der Schwefelsäure unter erhöhtem Druck durch, da die Steigerung des Druckes es gestattet, die Gleichgewichtsstufe der Umwandlung des Schwefeldioxids zu vergrößern sowie die Absorptionsverhältnisse von Schwefeltrioxid zu verbesser, Außerdem gestattet die Drucksteigerung bei der Entwicklung der großtechnischen Aggregate für die Herstellung der Schwefelsäure, die eine große Leistung aufweisen, den Energieaufwand zu vermindern und kompakte Apparaturen zu schaffen. To increase the degree of conversion of sulfur dioxide and the Degree of absorption of sulfur trioxide, which will allow the expulsion of harmful To reduce substances in the atmosphere, one leads the manufacture of sulfuric acid under increased pressure, since the increase in pressure allows the equilibrium stage the conversion of sulfur dioxide to increase and the absorption ratios of sulfur trioxide to improve, also allows the pressure increase in the Development of large-scale units for the production of sulfuric acid, which have great performance, reduce energy consumption and are compact To create apparatus.
Bei der Durchführung des Verfahrens bei einem erhöhten Druck wächst bedeutend die Löslichkeit des Schwefeldioxids in der herstellbaren Schwefelsäure im Verbleich mit dem konventionellen Verfahren zur Gewinnung der Schwefelsäure beim Atmosphärendruck, was zur Verunreinigung der Umwelt mit Schwefeldioxid bei der Lage- rung und dem Transport und bei der darauffolgenden Verarbeitung der Schwefelsäure führt. When carrying out the process at an increased pressure, it grows the solubility of sulfur dioxide in the producible sulfuric acid is significant in comparison with the conventional process for the production of sulfuric acid Atmospheric pressure, which leads to the pollution of the environment with sulfur dioxide in the tion and the transport and subsequent processing of the sulfuric acid.
Bei den Gleichgewichsverhältnissen unter Atmosphärendruck, bei einer Temperatur von 500C und einem Restgehalt der Gasphase an Schwefeldioxid von 0,5 Vol.% werden in der Schwefelsäure höchstens 20 g Schwefeldioxid je 1 t Säure aufgelöst. Bei der Lagerung und dem Transport der Schwefelsäure, die unter Atmosphärendruck erhalten wird, liegt die Temperatur tiefer als während der Herstellung, der Druck bleibt unverändert und es kommt praktisch zu keiner Desorption des darin gelösten Schwefeldioxids. With the equilibrium conditions under atmospheric pressure, with a Temperature of 500C and a residual sulfur dioxide content of 0.5 in the gas phase % By volume, a maximum of 20 g of sulfur dioxide per 1 t of acid is dissolved in the sulfuric acid. When storing and transporting sulfuric acid under atmospheric pressure is obtained, the temperature is lower than during manufacture, the pressure remains unchanged and there is practically no desorption of the dissolved therein Sulfur dioxide.
Unter den Bedingungen, wo die Herstellung der Schwefelsäure unter einem Druck von 10 atm, bei einer Temperatur von 50°G und bei einem Restgehalt des Gases an Schwefeldioxid von 0,5 Vol.SO durchgeführt wird, werden in 9d,3%iger Schwefelsäure höchstens 800 g Schwefeldioxid je 1 t Schwefelsäure aufgelöst. Under the conditions where the production of sulfuric acid takes place a pressure of 10 atm, a temperature of 50 ° G and a residual content of the Gas of sulfur dioxide of 0.5 vol SO is carried out in 9d, 3% sulfuric acid a maximum of 800 g of sulfur dioxide dissolved per 1 t of sulfuric acid.
Zum Vermeiden der Verluste an Schwefeldioxid, das in der Schwefelsäure gelöst wird und dadurch die Verunreinigung der Umwelt bei der Herstellung der Schwefelsäure unter Druck hervorruft, sind verschiedene technische Lösungen möglich. To avoid the loss of sulfur dioxide contained in the sulfuric acid is dissolved and thereby the pollution of the environment in the production of sulfuric acid under pressure, various technical solutions are possible.
-lGach dem Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure unter erhöhtem Druck, das in der US-PS 3432263bei schrieben wurde, wird die dem System zugefuhrte Luft bis zur erzielung eines erforderlichen Druckes kompriiniert und getrocknet, dann wird durch Verbrennen des Schwefels Schwefeldioxid gewonnen, das letztere wird zum Schwefeltrioxid oxydiert und Schwefeltrioxid absorbiert. Das Verfahren sieht eine mehrstufige katalytische Umwandlung unter erhöhtem Druck mit einer Zwischenabsorption des Schwefeltrioxids mit konzentrierter Schwefelsäure vor. Die Schwefelsäure absorbiert auch Schwefeldioxid, das aus der Schwefelsäure durch Durch blasen mit einem Teil der komprimierten getrockneten Luft ausgeschieden wird. Der-dorbiertes Schwefeldioxid enthaltende Luftstrom wird mit dem Gasstrom nach der Stufe der Zwischenabsorption des Schwefeltrioxids vereinigt. Den vereinigten Gasstrom führt man der letzten Stufe der katalytischen Oxydation des Schwefeldioxids und der darauffolgenden Absorption des erhaltenen Schwefeltrioxids zu. Das nach der Absorptionsstufe anfallende Abgas, das keine schädlichen Beimengungen enthält, vermischt man mit Methan, leitet das Gemisch durch einen Kontaktapparat für katalytische Oxydation von Methan und unterzieht es einer Ausdehnung in einer Gasturbine, die auf einer Welle mit dem Verdichter sitzt. Dabei kommt es zur Rückgewinnung des größten Teils der zur Luftverdichtung verbrauchten Energie. -lG according to the process for the production of sulfuric acid under increased Pressure, which was described in US Pat. No. 3,432,263, is that applied to the system Air is compressed and dried until the required pressure is achieved, then, by burning the sulfur, sulfur dioxide is obtained, which becomes the latter oxidized to sulfur trioxide and absorbed sulfur trioxide. The procedure looks a multi-stage catalytic conversion under elevated pressure with an intermediate absorption of sulfur trioxide with concentrated sulfuric acid. The sulfuric acid is absorbed also sulfur dioxide, which from the sulfuric acid by blowing through with a part the compressed, dried air is excreted. Der-dorbed sulfur dioxide containing air flow is with the gas flow after the Level of intermediate absorption of sulfur trioxide combined. The combined gas stream is carried to the last stage the catalytic oxidation of sulfur dioxide and the subsequent absorption of the sulfur trioxide obtained. The exhaust gas produced after the absorption stage, that does not contain any harmful admixtures, if mixed with methane, this leads Mixture through a contact apparatus for catalytic oxidation of methane and subjecting there is an expansion in a gas turbine that is on a shaft with the compressor sits. Most of the air compression is recovered consumed energy.
Das genannte Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure zeichnet sich durch einen vergrößerten Verbrauch an Katalysator durch die Leitung des Gases von der Stufe des Abblasens zur letzten Stufe der Katalyse sowie durch einen niedrigen Grad des Abblasens des Schwefels aus Schwefelsäure aus. Da die Ausscheidung des aufgelösten Schwefeldioxids aus Schwefelsäure ohne~ Temperatur- und Druckänderung durchgeführt und seine Ausscheidung nur mit einem geringen Teil des Stromes von komprimierter entfeuchteter Luft vorgenommen wird, ist es nicht möglich, einen hohen Abblasee;rad zu erzielen. The aforementioned process for the production of sulfuric acid is distinguished by an increased consumption of catalyst by the conduction of the gas from the blow-off stage to the last stage of catalysis as well as through a low one Degree of blowing off the sulfur from sulfuric acid. Since the elimination of the Dissolved sulfur dioxide from sulfuric acid without ~ change in temperature and pressure carried out and its excretion with only a small part of the current of compressed dehumidified air is made, it is not possible to achieve a high Abblasee; wheel to achieve.
Das in der Schwefelsäure aufgelöste Schwefeldioxid läßt sich bei der Lagerung und beim Transport desorbieren, was eine Verunreinigung der Umwelt hervorruft.The sulfur dioxide dissolved in the sulfuric acid can be found in the Desorb during storage and transport, causing environmental pollution.
Die Herstellung von Schwefelsäure unter Druck, vorgeschlagen in der GB-PS 1380692, sieht die Verwendung in dem technologischen Schema von zwei unterschiedlichen Drucken vor. Die katalytische Oxydation des Schwefeldioxids unter Druck führt man in eine Stufe durch (ohne Zwischenabsorption des Schwefeltrioxids). Auf der Absorptionsstufe unter Druck kommt es neben der Absorption des Schwefeltrioxids zur Auflösung des größten Teils des nichtumgesetzten Schwefeldioxids. Zur Ausscheidung des aufgelösten Schwefeldioxids leitet man die Schwefelsäure zur Stufe des Desorption, wo bei einer Erniedrigung des Druckes das Abblasen der Säure mit einem Gas (Luft), das vom Schwefeldioxid frei ist, durchgeführt wird. Danach wird ein Anteil der Säure als Produktionssäure abgeleitet, und die zurückgebliebene Säure wird nach der Steigerung des Druckes zur Stufe der Absorption rezirkuliert. The production of sulfuric acid under pressure, proposed in the GB-PS 1380692, sees the use in the technological scheme of two different ones Print before. The catalytic oxidation of sulfur dioxide under pressure is carried out in one stage (without intermediate absorption of the sulfur trioxide). At the absorption stage under pressure it comes next to the absorption of the sulfur trioxide to the dissolution of the most of the unreacted sulfur dioxide. For excretion of the dissolved Sulfur dioxide leads the sulfuric acid to the desorption stage, where at a Lowering the pressure blowing off the acid with a gas (Air), which is free of sulfur dioxide is carried out. After that, a portion of the acid derived as production acid, and the remaining acid is after the increase of pressure is recirculated to the stage of absorption.
Die Durchführung des Verfahrens nach dem technologischen Schema, das die bei unterschiedlichen Drucken vorgenommenen Stufen vorsieht, führt zu einem vergrößerten Energieverbrauch für das Komprimieren des desorbierten Schwefeldioxids, das in den Prozeß zurückgeführt wird, ist in technologischer Ausführung kompliziert und macht es nicht möglich, dieses Verfahren breit zu verwenden. Carrying out the procedure according to the technological scheme, that provides the steps made in different prints leads to one increased energy consumption for compressing the desorbed sulfur dioxide, which is fed back into the process is technologically complex and does not make it possible to use this method widely.
Bekannt ist auch ein in der FR-PS 1541087 beschriebenes Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure, das unter einem Druck von 3 bis 9 atm durchgeführt wird. A method described in FR-PS 1541087 is also known for the production of sulfuric acid, which is carried out under a pressure of 3 to 9 atm will.
Das vorgeschlagene Verfähren sieht das Verbrennen des Schwefels im Strom der vorgetrockneten komprimierten Luft zu Schwefeldioxid, die katalytische Oxydation des Schwefeldioxids zu Schwefeltrioxid, die Absorption des Schwefeltrioxids unter Erhalt der Schwefelsäure und das Abblasen des in dieser aufgelösten Schwefeldioxids mit einem Teil der getrockneten komprimierten Luft, die danach mit einem zur katalytischen Oxydation geleiteten Gas vermischt wird, vor.The proposed method involves burning the sulfur in the Stream of the pre-dried compressed air to sulfur dioxide, the catalytic Oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide, the absorption of sulfur trioxide while retaining the sulfuric acid and blowing off the sulfur dioxide dissolved in this with a part of the dried compressed air, which is then with a catalytic Oxidation conducted gas is mixed before.
Die nach der Absorption anfallenden Abgase werden erwärmt und zur Ausdehnung in eine Gasturbine zur Energierückgewinnung geleitet. The exhaust gases produced after absorption are heated and used Expansion directed into a gas turbine for energy recovery.
Da die Löslichkeit des Schwefeldioxids in der Schwefelsäure bei der Durchführung des Verfahrens unter den genannten Bedingungen hoch ist, und da für das Abblasen desselben nur ein geringer Teil der komprimierten getrockneten Luft verwendet wird, wird die Eroduktionsschwefelsäure eine große Menge von Schwefeldioxid enthalten, das in der Folgezeit bei deren Lagerung und Transport ausgeschieden wird und die Umwelt dadurch verunreinigt. Since the solubility of sulfur dioxide in sulfuric acid in the Carrying out the process under the conditions mentioned is high, and because for blowing off the same only a small part of the compressed dried air is used, the sulfuric acid will produce a large amount of sulfur dioxide which is subsequently excreted during their storage and transport and thereby polluting the environment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solch ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure unter er- höhtem Druck durch Änderung der technologischen Operationen zu entwickeln, das es ermöglicht, Schwefelsäure mit einem hohen Reinheitsgrad zu erhalten, und das die Verunreinigung der Umwelt mit schädlichen Stoffen auszuschließen vermag. The invention is based on the object of such a method Production of sulfuric acid under increased pressure through change to develop technological operations that make it possible to use sulfuric acid with a high degree of purity and that polluting the environment be able to exclude with harmful substances.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure unter erhöhtem Druck gelöst, das das Verbrennen des Schwefels in einem Strom der vorgetrockneten komprimierten Luft zu Schwefeldioxid, die katalytische Oxydation des letzteren zu Schwefeltrioxid, die Absorption des Schwefeltrioxids unter Erhalten der Schwefelsäure und das Abblasen des in dieser aufgelösten Schwefeldioxids vorsieht, bei dem man erfindungsgemäß das Abblasen des Schwefeldioxids mit komprimierter nichtgetrockneter tuft in zwei Stufen durchführt, und zwar auf der ersten Stufe unterwirft man dem Abblasen Schwefelsäure mit einer Konzentration von 94 bis 96 Gew.% bis zu einem Gehalt derselben an Schwefeldioxid von 120 bis 350 g je 1 t der genannten Säure, und auf der zweiten Stufe wird die erhaltene Schwefelsäure mit einer Konzentration von 92,5 bis 94 Gew SO bis zu einem Gehalt derselben an Schwefeldioxid von 15 bis 35 g 3e 1 t der genannten Säure abgeblasen. The task is through a process for the production of sulfuric acid Dissolved under increased pressure, the burning of the sulfur in a stream of the pre-dried compressed air to sulfur dioxide, the catalytic oxidation the latter to sulfur trioxide, the absorption of the sulfur trioxide being obtained the sulfuric acid and the blowing off of the sulfur dioxide dissolved in it, in which, according to the invention, the sulfur dioxide is blown off with compressed non-dried tuft carries out it in two stages, and in the first stage one submits to it Blow off sulfuric acid with a concentration of 94 to 96 wt.% Up to one Sulfur dioxide content of 120 to 350 g per 1 t of said acid, and in the second stage, the sulfuric acid obtained is concentrated from 92.5 to 94 wt. SO up to a sulfur dioxide content of 15 to 35 g 3e 1 t of said acid blown off.
Die Durchführung des Abblasens in zwei Stufen unter Verwendung der nichtgetrockneten komprimierten Luft auf jeder Stufe macht es möglich, Schwefelsäure mit einem niedrigen Gehalt an Schwefeldioxid zu erhalten* der seine Ausscheidung bei der Lagerung und beim Transport der genannten Säure ausschließt. Performing the blowdown in two stages using the undried compressed air at each stage makes it possible to have sulfuric acid with a low content of sulfur dioxide * to get its excretion excludes the named acid during storage and transport.
Zweckmäßigerweise leitet man zur Verwertung des Schwefeldioxids und zum Vermeiden vom Eindringen des Schwefeldioxids in die Umwelt die auf den Stufen des Abblasens erhaltene komprimierte getrocknete Luft, die Schwefeldioxid enthält, zum Verbrennen des Schwefels. Appropriately, one leads to the utilization of the sulfur dioxide and to prevent sulfur dioxide from entering the environment on the steps compressed dried air containing sulfur dioxide obtained from blowing, to burn the sulfur.
Es ist zweckmäßig, zu einer vollständigeren Entfernung des Schwefeldioxids aus Schwefelsäure auf der ersten Stufe des Abblasens Wasser in einer Menge von 15 bis 40 kg je 1 t Schwefelsäure einzuführen. It is advisable to remove the sulfur dioxide more completely from sulfuric acid on the first stage of blowing water in the amount of 15 to import up to 40 kg per 1 t of sulfuric acid.
Die Herstellung der Schwefelsäure nach dem erfindungsgemäßen Verfahren führt man wie folgt durch. The production of sulfuric acid by the process according to the invention is carried out as follows.
an verbrennt Schwefel im Strom der vorgetrockneten komprimierten Luft zu Schwefeldioxid. Die katalytische Oxydation des Schwefeldioxids zu Schwefeltrioxid führt man bei erhöhtem Druck nach dem Schema des Doppel-Kontaktverfahrens und der Doppelabsorption durch. Bei der Absorption des Schwefeltrioxids unter Druck kommt es gleichzeitig zur Auflösung von nichtumgesetztem Schwefeldioxid in der Schwefelsäure. Da bei der Absorption als Zwischenstufe der Partialdruck von Schwefeldioxid ausreichend hoch ist, lassen sich in 1 t Schwefelsäure bis zu 1200 g Schwefeldioxid auflösen. on, sulfur burns in the stream of the pre-dried compressed Air to sulfur dioxide. The catalytic oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide is carried out at elevated pressure according to the scheme of the double contact process and the Double absorption through. When absorbing the sulfur trioxide comes under pressure it simultaneously dissolves unreacted sulfur dioxide in the sulfuric acid. Since the partial pressure of sulfur dioxide is sufficient as an intermediate stage during absorption is high, up to 1200 g of sulfur dioxide can be dissolved in 1 t of sulfuric acid.
Die bei der Zwischenabsorption und endgültigen Absorption von Schwefeltrioxid erhaltene Schwefelsäure wird vereinigt. Der Gehalt der genannten Säure an gelösten Schwefeldioxid beträgt von 600 bis d00 gift. The intermediate and final absorption of sulfur trioxide sulfuric acid obtained is combined. The solute content of the acid mentioned Sulfur dioxide is from 600 to d00 poison.
Dann wird die erhaltene Schwefelsäure zur Ausscheidung des in dieser aufgelösten Schwefeldioxids abgeblasen.Then the sulfuric acid obtained is used to precipitate the in this blown off dissolved sulfur dioxide.
Das Abblasen wird mit nicht getrockneter komprimiert er Luft in zwei Stufen vorgenommen. Auf der ersten Stufe unterwirft man dem Abblasen eine Säure mit einer Konzentration von 94 bis 96 Gew.%. Diese Säure kann entweder durch Vorverdünnen mit Wasser der bei der Absorptionstufe anfallenden Schwefelsäure mit einer Konzentration von 98,3% oder durch Vermischen der bei der Absorptionstufe anfallenen genannten Säure mit einer niedrigeren Konzentration gewonnen werden. Solch eine Konzentration der Schwefelsäure auf der ersten Stufe ist durch die Stoffbilanz des ganzen Prozesses bedingt. Zu einem vollständigeren Extrahieren von Schwefeldioxid aus Schwefelsäure fuhrt man auf der ersten Stufe des Abblasens Wasser ein. Bei der Wasserzugabe kommt es zu einer intensiven Wärmeentwicklung, die zu einer Verbesserung der Desorptionbedingungen des aufgelösten Schwefeldioxids aus Schwefelsäure beiträgt. Die Entfernung von Schwefeldioxid aus Schwefelsäure auf dieser Stufe erfolgt sowohl im Ergebnis des Abblasens der genannten Säure mit einem von Schwefeldioxid freien Gas (mit nichtgetrockneter komprimierter Luft) als auch durch i'emperatursteigerung, die durch eine Verminderung der Löslichkeit von Schwefeldioxid begleitet wird. Auf der ersten Stufe des Abblasens wird das Wasser in einer Menge von 15 bis 40 kg je 1 t Säure zugegeben, was eine Steigerung der Temperatur um 25-?OoG bewirkt. Den Gehalt an Schwefeldioxid, gelöst in Schwefelsäure, vermindert man auf der ersten Stufe des Abblasens auf 120-350 g je 1 t der genannten Säure.The blowing off is compressed with undried air in two Stages made. In the first stage, an acid is blown off with a concentration of 94 to 96% by weight. This acid can either be pre-diluted with water of the sulfuric acid obtained in the absorption stage with a concentration of 98.3% or by mixing those mentioned during the absorption stage Acid with a lower concentration can be obtained. Such a focus The sulfuric acid on the first stage is due to the material balance of the whole process conditional. For a more complete extraction of sulfur dioxide from sulfuric acid one introduces water in the first stage of the blow-off. When adding water intensive heat generation, which leads to an improvement in the desorption conditions of the dissolved sulfur dioxide from sulfuric acid contributes. The removal of sulfur dioxide from sulfuric acid at this stage takes place both as a result of blowing off the named acid with a of sulfur dioxide-free gas (with undried compressed air) as well as an increase in temperature caused by a decrease the solubility of sulfur dioxide is accompanied. At the first stage of blowing off the water is added in an amount of 15 to 40 kg per 1 ton of acid, which is a Increase in temperature by 25-? OoG causes. The content of sulfur dioxide, dissolved in sulfuric acid, it is reduced to 120-350 in the first stage of the blow-off g per 1 t of the acid mentioned.
Auf der zweiten Stufe des Abblasens wird die erhaltene Säure mit einer Konzentration von 92,5 bis 94 Gew.% mit der verbliebenen nichtgetrockneten komprimierten Luft bis zu einem Gehalt derselben an Schwefeldioxid von 15 bis 35 g je 1 t der genannten Säure abgeblasen. In the second stage of the blow-off, the acid obtained is with a concentration of 92.5 to 94% by weight with the remaining undried compressed air to a sulfur dioxide content of 15 to 35 g per 1 t of said acid blown off.
Das Schwefeldioxid, das in der genannten Menge in der Schwefelsäure enthalten ist, die ihrerseits als ii;ndprodukt aus dem Prozeß abgeleitet wird, wird praktisch bei der Lagerung und beim Transport unter Atmosphärendruck nicht ausgeschieden. The sulfur dioxide, which in the specified amount in the sulfuric acid is included, which in turn is derived as a secondary product from the process practically not excreted during storage and transport under atmospheric pressure.
Die auf den Stufen des Abblasens komprimierte getrocknete Luft, die Schwefeldioxid enthält, leitet manzum Verbrennen des Schwefels, was es ermöglicht, ihre Verluste und die Verunreinigung der Umwelt mit ihm auszuschließen. The dried air compressed on the stages of blowing off, the Contains sulfur dioxide, one leads to the burning of the sulfur, which makes it possible to exclude their losses and the pollution of the environment with it.
Bei der Energierückgewinnung von Abgasen von der Absorptionstufe wird es möglich, diese durch die Verbrennungswärme von Naturgas zu heizen. Die nach der Absorptionsstufe anfallenden Abgase vermischt man mit den Produkten der vollkommenen Verbrennung von Naturgas und unterwirft der Ausdehnung in der Gasturbine, die auf einer und derselben Welle mit dem Kompressor sitzt. When recovering energy from exhaust gases from the absorption stage it becomes possible to heat them with the combustion heat of natural gas. The after The exhaust gases produced by the absorption stage are mixed with the products of the perfect ones Combustion of natural gas and subject to expansion in the gas turbine that is on one and the same shaft with the compressor.
Zweckmäßigerweise verwendet man zum Verbrennen von Methan 8-12 Vol.% nichtgetrocknete komprimierte Luft. Solch ein Verfahren zur Energierückgewinnung von Abgasen gestattet es, die Arbeit des Kompressors zum Verdichten der nichtgetrockneten Luft ohne Elektroenergieverbrauch von außen her zu bewirken.It is advisable to use 8-12% by volume to burn methane undried compressed air. Such a method of energy recovery of exhaust gases allows the work of the compressor to compress the undried To bring about air without using electrical energy from the outside.
Die Durchführung des Verfahrens gerijäss der Erfindung ermöglicht es, Schwefelsäure, die eine minimalc lEen;re von gelöstem Schwefeldioxid enthält, zu erhalten, was zu einer wesentlichen Verbesserung seiner Güte und zu einer verminderten Verunreinigung der Umwelt durch Reduzieren auf ein Minimum des Volumens des desorbierbaren Gases bei der Lagerung und beim Transport der Schwefelsäure führt. Darüber hinaus macht es das Verfahren möl;-lich, die Energieaufwände infolge des Fehlens des Elektroenergieverbrauchs zum Verdichten der nichtgetrockneten Luft zu vermindern. The implementation of the method gerijäss the invention enables it, sulfuric acid, which contains a minimal amount of dissolved sulfur dioxide, to obtain, resulting in a substantial improvement in its goodness and a diminished one Pollution of the environment by reducing to a minimum the volume of the desorbable Gas in the storage and transport of the sulfuric acid leads. Furthermore the procedure makes it possible to reduce the energy expenditure as a result of the lack of electrical energy consumption to reduce the compression of the non-dried air.
Beispiel 1 Einen vom Staub vorher gereinigten Luftstrom in einer Sflenge von 180 000 m3 Gas i.N./h verdichtet man in einem Turbokompressor bis zur Erzielung eines Druckes von 12 atm und dann trocknet. Die verdichtete und getrocknete Luft leitet man zum Verbrennen von 27 000 kg/h Schwefel. Example 1 An air stream previously cleaned of dust in a Sflenge of 180,000 m3 of gas per hour is compressed in a turbo compressor up to Achieving a pressure of 12 atm and then drying. The compacted and dried Air is passed to burn 27,000 kg / h of sulfur.
Das gewonnene Gas kühlt man in einem Verwertungskessel auf eine Temperatur von 4400C und unterwirft dann das darin vorhandene Schwefeldioxid der katalytischen Oxydation zu Schwefeltrioxid. Nach der Erzielung eines eigen Umwandlungsgrades von Schwefeldioxid leitet man das Gas zur Zwischenabsorption, wo 85 700 kg/h Schwefelsäure gebildet wird, in der gleichzeitig Schwefeldioxid in einer enge von 850 g je 1 t Säure aufgelöst sind. Das zuruckgebliebene Schwefeldioxid in einer Menge von 560 m3 Gas i.IS./h unterwirft man der katalytischen Oxydation zu Schwefeltrioxid. Das sich dabei bildende Schwefeltrioxid absorbiert man mit einer 98,3%igen Schwefelsäure unter Erhalten von Schwefelsäure in einer Menge von 2540 kg/h.The gas obtained is cooled to a certain temperature in a recovery boiler of 4400C and then subjects the sulfur dioxide present in it to the catalytic Oxidation to sulfur trioxide. After achieving its own degree of conversion of Sulfur dioxide leads the gas to the intermediate absorption, where 85 700 kg / h sulfuric acid is formed, in the same time sulfur dioxide in a narrow range of 850 g per 1 t Acid are dissolved. The remaining sulfur dioxide in the amount of 560 m3 of gas per hour is subjected to catalytic oxidation to sulfur trioxide. That The sulfur trioxide that forms is absorbed with a 98.3% strength sulfuric acid to obtain sulfuric acid in an amount of 2540 kg / h.
Die Schwefelsaure mit einer Konzentration von 98,3 Gew.S wird von der Absorptionstufe, die das gelöste Schwefeldioxid enthält, zum Abblasen geleitet. Das Abblasen der Schwefelsäure mit komprirnierter nicht;r'etrockneter Luft, die in einer Menge von 180 000. m3 Gas i. N./h genommen wird, führt man in zwei Stufen durch.The sulfuric acid with a concentration of 98.3 wt the absorption stage, which contains the dissolved sulfur dioxide, to be blown off. Blowing off the sulfuric acid with compressed non-dried air that in an amount of 180,000 m3 of gas i. N./h is taken, one leads in two stages by.
Die Konzentration der Schwefelsäure, die der ersten Stufe des Abblasens geleitet wird, vermindert man auf 96 Gew.% durch Vermischen derselben mit der Eroduktionsschwefelsäure mit einer Konzentration von 94 Ges.%. Auf die erste Stufe des Abblasens gelangen 50% der nichtgetrockneten komprimierten Luft, die eine Verminderung des Gehaltes der Schwefelsäure an Schwefeldioxid auf 350 g je 1 t der genannten Säure bewirken.The concentration of sulfuric acid that is the first stage of blowing off is directed, one diminishes to 96% by weight by mixing them with the production sulfuric acid with a concentration of 94 total%. At first 50% of the non-dried compressed air, the one Reduction of the sulfur dioxide content of sulfuric acid to 350 g per 1 t of the cause said acid.
Auf der zweiten Stufe unterwirft man dem Abblasen die erhaltene Schwefelsäure mit einer Konzentration von 94 Gew.% mit der verbliebenen nichtgetrockneten komprimierten Luft, Der Gehalt an in dieser gelöstem Schwefeldioxid wird auf 35 g je 1 t der genannten Säure herabgesetzt. Die bei dem Abblasen getrocknete komprimierte Luft, die Schwefeldioxid enthält, leitet man zur Verbrennungsstufe von Schwefel.In the second stage, the sulfuric acid obtained is subjected to blowing off with a concentration of 94% by weight compressed with the remaining undried Air, the content of sulfur dioxide dissolved in this is to 35 g per 1 t of said Reduced acidity. The compressed air dried during the blow-off, the sulfur dioxide contains, one leads to the combustion stage of sulfur.
Beispiel 2 Einen vom Staub vorher gereinigten Luftstrom in einer Menge von 180 000 m3 Gas i.N./h verdichtet man in einem Turbokompressor bis zur Erzielung eines Druckes von 12 atm und ttocknet dann. Die verdichtete getrocknete Luft leitet man zum Verbrennen von Schwefel in einer Menge von 27 000 kg/li. Das gewonnene Gas kühlt man in einem Verwertungskessel auf eine Temperatur von 44000 ab und unterwirft dann das darin enthaltende Schwefeldioxid der katalytischen Oxydation zu Schwefeltrioxid. Example 2 An air stream previously cleaned of dust in a An amount of 180,000 m3 of gas per hour is compressed in a turbo compressor up to Achieve a pressure of 12 atm and then dry it. The compacted dried Air is passed to burn sulfur in an amount of 27,000 kg / l. That The gas obtained is cooled in a recovery boiler to a temperature of 44,000 and then subjects the sulfur dioxide it contains to catalytic oxidation to sulfur trioxide.
Nach der Erzielung eines eigen Umwandlungsgrades von Schwefeldioxid leitet man das Gas zur 2wischenabsorption mit 98,370iger Schwefelsäure. Auf der Stufe der Zwischenabsorption erhält man 85 700 kg/h Schwefelsäure, in der gleichzeitig Schwefeldioxid in einer Menge von 850 g je 1 t Säure aufgelöst sind. Das zurückge-Elebene Schwefeldioxid in einer Menge von560;Gas i.N./h unterwirft man der katalytischen Oxydation zu Schwefel trioxid. Das sich dabei bildende Schwefeltrioxid absorbiert man mit einer 98,3%igen Schwefelsäure unter Erhalten von Schwefelsäure in einer Menge von 2540 kg/h.After achieving its own degree of conversion of sulfur dioxide the gas is passed to intermediate absorption with 98.370 sulfuric acid. On the In the intermediate absorption stage, 85,700 kg / h of sulfuric acid are obtained at the same time Sulfur dioxide are dissolved in an amount of 850 g per 1 ton of acid. The down-level Sulfur dioxide in an amount of 560; gas n.d./h is subjected to the catalytic Oxidation to sulfur trioxide. The sulfur trioxide that forms is absorbed one with a 98.3% sulfuric acid to obtain sulfuric acid in a Amount of 2540 kg / h.
Die Schwefelsäure mit einer Konzentration von 98,3 Gew.% wird von der Absorptionsstufe, die das gelöste Schwefeldioxid auSweist, zum Abblasen geleitet. Das Abblasen der Schwefelsäure mit komprimierter nichtgetrockneter Luft, die in einer Menge von 180 000 m3 Gas i.IV./h genommen wird, führt man in zwei Stufen durch. Die Konzentration der Schwefelsäure, die auf die erste Stufe des Abblasens geleitet wird, wird auf 96 Gew. durch Vermischen derselben mit der Froduktionsschwefelsäure mit einer Konzentration von 94 Gew.% vermindert. Zur Verbesserung der Bedingungen des Abblasens führt man auf der ersten Stufe Wasser in einer Menge von 15 kg je 1 t Schwefelsäure ein.The sulfuric acid with a concentration of 98.3 wt.% Is of the absorption stage, which shows the dissolved sulfur dioxide, to be blown off. The blowing off of sulfuric acid with compressed non-dried Air taken in an amount of 180,000 m3 of gas i.IV./h is fed into two stages through. The concentration of sulfuric acid on the first stage of the blowdown is made to 96% by weight by mixing it with the Production sulfuric acid with a concentration of 94 wt.% Reduced. For improvement of the blow-off conditions, water in a quantity is carried on the first stage of 15 kg per 1 t of sulfuric acid.
Man führt der ersten Stufe des Abblasens 60% nichtgetrocknete komprimierte Luft zu. Der Gehalt der Schwefelsäure an Schwefeldioxid wird dabei auf 120 g je lt der genannten Säure herabgesetzt. Auf der zweiten Stufe unterwirft man dem Abblasen die erhaltene Schwefelsäure mit einer Konzentration von 93 Gew.% mit zurückgebliebener komprimierter Luft. Der Gehalt an in dieser gelöstem Schwefeldioxid wird auf 15 g je 1 t der genannten Säure herabgesetzt. Die bei dem Abblasen getrocknete und komprimierte Luft, die Schwefeldioxid enthält, leitet man zur Verbrennungsstufe von Schwefel. The first stage of blowing is 60% undried compressed Air to. The sulfuric acid content of sulfur dioxide is 120 g each The acid mentioned is reduced. On the second stage one submits to blowing off the sulfuric acid obtained with a concentration of 93% by weight with remaining compressed air. The content of sulfur dioxide dissolved in this is increased to 15 g per 1 t of the acid mentioned. The dried and Compressed air containing sulfur dioxide is sent to the combustion stage of sulfur.
Beispiel 3 Einen vom Staub vorher gereinigten Luftstrom in einer Menge von 250 000 m3 Gas i.N./h verdichtet man in einem Turbokonpressor bis zur Erzielung eines Druckes von 15 atm und trocknet dann. Die verdichtete und getrocknete Luft leitet. man zum Verbrennen von Schwefel in einer Menge von 33 000 kg/h. Das gewonnene Gas kühlt man in einem Verwertungskessel auf eine Temperatur von 4400C ab und unterwirft dann das in dem Gas enthaltende Schwefeldioxid der katalytischen Oxydation zu Schwefeltrioxid. Nach der Erzielung eines 9?%eigen Umwandlungsgrades von Schwefeldioxid leitet man das Gas zur Zwischenabsorption-mit 98,3%iger Schwefelsäure. Auf der Stufe der Zwischenabsorption wird Schwefelsäure in einer enge von 106 000 kg/h gebildet, in der gleichzeitig Schwefeldioxid in einer Menge von 200 g je 1 t Säure aufgelöst wird. Das zurückgebliebene Schwefeldioxid in einer Menge von 720 m3 Gas i.N./h unterwirft man der katalytischen Oxydation zu Schwefeltrioxid. Das sich dabei bildende Schwefeltrioxid sorbiert man mit einer 9,3%igen Schwefelsäure unter Erhalten von Schwefelsäure in einer Menge von 310 kg/h ab. Die Schwefelsäure mit einer Konzentration von 9d,3 Gew.% wird von der Absorptionsstufe, die das aufgelöste Schwefeldioxid aufweist, zum Abblasen geleitet. Das Abblasen der Schwefelsäure mit komprimierter und getrockneter Luft, die in einer enge von 250 000 m3 Gas i. N./h genommen wird, führt man in zwei Stufen durch.. ican führt der ersten Stufe des Abblasens 50s0 der nichtgetrockneten komprimierten Luft zu und gibt Wasser in einer Menge von 40 kg je 1 t der genannten Säure ein. Der Gehalt der Schwefelsäure an Schwefeldioxid wird dabei auf 150 g je 1 t der genannten Säure herabgesetzt. Auf der zweiten Stufe unterwirft man dem Abblasen die erhaltene Schwefelsäure mit einer Konzentration von 92,5 Gew.% mit zurückgebliebener nichtgetrockneter komprimierter Luft. Der Gehalt an darin gelöstem Schwefeldioxid wird auf 18 g je 1 t der genannten Säure herabgesetzt. Die bei dem Abblasen komprimierte Luft, die Schwefeldioxid enthält, leitet man zur Verbrennungsstufe von Schwefel. Example 3 An air stream previously cleaned of dust in a An amount of 250,000 m3 of gas per hour is compressed in a turbo compressor up to Achieve a pressure of 15 atm and then dry. The compacted and dried Air conducts. to burn sulfur in an amount of 33,000 kg / h. That The gas obtained is cooled in a recovery boiler to a temperature of 4400C and then subjects the sulfur dioxide contained in the gas to the catalytic Oxidation to sulfur trioxide. After achieving a 9?% Own degree of conversion of sulfur dioxide, the gas is passed to intermediate absorption with 98.3% sulfuric acid. At the stage of intermediate absorption, sulfuric acid becomes in a narrow range of 106,000 kg / h formed, in the same time sulfur dioxide in an amount of 200 g per 1 t acid is dissolved. The remaining sulfur dioxide in A quantity of 720 m3 of gas per hour is subjected to catalytic oxidation Sulfur trioxide. The sulfur trioxide that forms is sorbed with a 9.3% sulfuric acid to obtain sulfuric acid in an amount of 310 kg / h away. The sulfuric acid with a concentration of 9d, 3 wt.% Is from the absorption stage, which has the dissolved sulfur dioxide, passed to blow off. The blowing off the sulfuric acid with compressed and dried air, which in a close of 250,000 m3 of gas i. N./h is taken, one carries out in two stages .. ican leads the first stage of venting 50s0 of the non-dried compressed air and enters water in an amount of 40 kg per 1 ton of said acid. The salary the sulfuric acid in sulfur dioxide is reduced to 150 g per 1 t of said acid degraded. In the second stage, the sulfuric acid obtained is subjected to blowing off with a concentration of 92.5% by weight with remaining undried compressed Air. The content of sulfur dioxide dissolved therein is set to 18 g per 1 t of the above Reduced acidity. The air that is compressed during the blow-off and contains sulfur dioxide, one leads to the combustion stage of sulfur.
Beispiel 4 Einen vom Staub vorher gereinigten SuStstrom in einer Menge von 200 000 m3 Gas i. N./h verdichtet man in einem Turbokompressor bis zur Erzielung eines Druckes von 10 atm, leitet dann 20 000m3Gas.i.N./h komprimierte nichtgetrocknete Luft zum Verbrennen von Naturgas und trocknet die zurückgebliebene genannte Luft in einer Yienge von 180 000 m3 Gas i. N./h. Die verdichtete und getrocknete Luft leitet man zum Verbrennen von Schwefel in einer enge von 26 000 kg/h. Das gewonnene Gas kühlt man in einem Verwertungskessel auf eine Temperatur von 4400C ab und unterwirft dann das darin enthaltende Schwefeldioxid einer Oxydation zu Schwefeltrioxid. lwach der Erzielung eines 97%igen Umwandlungsgrades von Schwefeldioxid leitet man das Gas zur Zwischenabsorption mit 98,3S0iger Schwefelsäure. Auf der Stufe der Zwischenabsorption wird Schwefelsäure in einer h5enge von b4 000 kg/h gebildet, in der gleichzeitig Schwefeldioxid in einer Menge von 850 g je 1 t Säure aufgelöst wird. Das zurückgebliebene Schwefeldioxid in einer en-6re von 520 m3 Gas i. A./h unterwirft man der katalytischen Oxydation zu Schwefeltrioxid. Das sich dabei bildende Schwefeltrioxid absorbiert man mit 96, 3%der Schwefelsäure unter Erhalten von Schwefelsäure in einer Menge von 2420 kg/h. Die Schwefelsäure mit einer Konzentration von 98,3 Gew.% wird von der Absorptionsstufe, die das aufgelöste Schwefeldioxid auSweist, zum Abblasen geleitet. Das Abblasen der komprimierten nichtgetrockneten Luft, die in einer Menge von 180 000 Gas i.N./h genommen wird, führt man in zwei Stufen durch. Example 4 A waste stream previously cleaned of dust in a Amount of 200,000 m3 of gas i. N./h is compressed in a turbo compressor up to A pressure of 10 atm is achieved, then 20,000m3 of compressed gas is passed through non-dried air to burn natural gas and dry the left behind said air in a yienge of 180,000 m3 of gas i. N./h. The compacted and dried Air is passed to burn sulfur at a rate of 26,000 kg / h. The won Gas is cooled in a recovery boiler to a temperature of 4400C and subjected then the sulfur dioxide contained therein is oxidized to sulfur trioxide. awake the achievement of a 97% degree of conversion of sulfur dioxide leads to this Gas for intermediate absorption with 98.3% sulfuric acid. On the In the intermediate absorption stage, sulfuric acid is added at a rate of 4,000 kg / h formed, in the same time sulfur dioxide in an amount of 850 g per 1 ton of acid is resolved. The remaining sulfur dioxide in an en-6re of 520 m3 of gas i. A./h is subjected to catalytic oxidation to sulfur trioxide. That I The sulfur trioxide that forms is absorbed with 96.3% of the sulfuric acid Obtaining sulfuric acid in an amount of 2420 kg / h. The sulfuric acid with a Concentration of 98.3 wt.% Is obtained from the absorption stage, which is the dissolved sulfur dioxide indicates, directed to blow off. Blowing off the compressed undried Air taken in an amount of 180,000 gas per hour is conducted in two Steps through.
Die Konzentration der Schwefelsäure, de auf die erste Stufe des Abblasens geleitet wird, wird auf 94 Gew.The concentration of sulfuric acid, de on the first stage of the blow-off is passed, is to 94 wt.
durch Vermischen derselben mit der Produktionsschwefelsäure mit einer Konzentration von 92,5 Gew.% herabgesetzt. Man führt der ersten Stufe des Abblasens 50S nichtgetrocknete komprimierte Luft zu und gibt Wasser in einer Menge von 25 kg je 1 t der genannten Säure ein.by mixing them with the production sulfuric acid with a Reduced concentration of 92.5% by weight. One performs the first stage of blowing off 50S add non-dried compressed air and add water in an amount of 25 kg per 1 t of said acid.
Der Gehalt der Schwefelsäure an Schwefeldioxid wird dabei auf 140 g äe 1 t der genannten Säure herabgesetzt.The sulfur dioxide content of sulfuric acid is increased to 140 if 1 t of said acid is reduced.
Auf der zweiten Stufe unterwirft man dem Abblasen die erhaltene Schwefelsäure mit einer Konzentration von 92,5 Gew.9 mit der zurückgebliebenen nichtgetrockneten komprimierten Luft. Der Gehalt an darin gelöstem Schwefeldioxid wird auf 20 g je 1 t der genannten Säure herabgesetzt. Die bei dem Abblasen getrocknete und komprimierte Luft, die Schwefeldioxid aufweist, leitet man zur Verbrennungsstufe von Schwefel. Das Produkt der vollkommenen Verbrennung von Saturgas, das durch Verbrennen von Naturgas in 20 000 m3 Gas i.N./h nichtgetrocknet er komprimierter Luft gewonnen wird, vermischt man mit den bei der Absorptionsstufe anfallenden Abgasen und unterwirft der Ausdehnung in einer Gasturbine, die auf einer mit dem Kompressor für Luftverdichtung Welle sitzt.In the second stage, the sulfuric acid obtained is subjected to blowing off with a concentration of 92.5% by weight with the remaining undried compressed air. The content of sulfur dioxide dissolved in it is set to 20 g each 1 t of the acid mentioned. The dried and compressed during the blowing off Air containing sulfur dioxide is sent to the sulfur combustion stage. The product of the perfect combustion of Saturgas produced by burning Natural gas in 20,000 m3 of gas n.d./h not dried is obtained from compressed air is mixed with the exhaust gases produced in the absorption stage and subjected the expansion in a gas turbine that is on one with the compressor for air compression Shaft sits.
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO1992014678A1 (en) * | 1991-02-26 | 1992-09-03 | The Ralph M. Parsons Company | Oxygen-based noncatalytic sulfuric acid process |
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| EP0972746A1 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-19 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and apparatus for producing sulfuric acid |
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-
1983
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Non-Patent Citations (1)
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